Sistema para la medición de parámetros electrónicos en semiconductores (Paramcheck)
La problemática de este proyecto radica en la falta de herramientas accesibles para medir parámetros clave de componentes semiconductores, como diodos y transistores, agravada por variaciones en los procesos de fabricación y la proliferación de dispositivos falsificados en el mercado. Esto represent...
- Autores:
-
Carrillo Martinez, Jose Luis
- Tipo de recurso:
- https://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
- Fecha de publicación:
- 2025
- Institución:
- Universidad El Bosque
- Repositorio:
- Repositorio U. El Bosque
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.unbosque.edu.co:20.500.12495/14223
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/20.500.12495/14223
- Palabra clave:
- Circuito electrónico
Semiconductor
Transistor
Ingeniería eléctrica
Instrumento de medida
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Electronic circuit
Semiconductor
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Electrical engineering
Measuring instrument
- Rights
- License
- Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International
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La problemática de este proyecto radica en la falta de herramientas accesibles para medir parámetros clave de componentes semiconductores, como diodos y transistores, agravada por variaciones en los procesos de fabricación y la proliferación de dispositivos falsificados en el mercado. Esto representa un obstáculo para el diseño de circuitos electrónicos, ya que los valores reportados en las hojas de datos (datasheets) no siempre coinciden con el comportamiento real de los dispositivos en condiciones operativas. La incertidumbre sobre los parámetros puede generar diseños menos fiables, lo que destaca la necesidad de herramientas de medición precisas y accesibles. Aunque existen métodos y dispositivos para caracterizar estos parámetros, los sistemas de medición disponibles son costosos y no siempre accesibles para los diseñadores, lo que compromete el rendimiento y la fiabilidad de los sistemas electrónicos en aplicaciones donde la precisión es crucial. En este contexto, el proyecto se enfocó en el desarrollo de un sistema autónomo que permita medir y analizar parámetros específicos de semiconductores, como el voltaje de ruptura (Vz) en diodos Zener, el voltaje directo (Vf) en diodos comunes, y la ganancia de corriente (β) en transistores bipolares. La meta fue crear una herramienta accesible y robusta que permita a los usuarios obtener lecturas reales de los componentes provenientes de distintas fuentes y lotes. Durante el desarrollo del proyecto, se llevaron a cabo pruebas y simulaciones para validar el sistema y su precisión en la medición de los parámetros clave. El principal resultado del proyecto fue un sistema que ofrece a los ingenieros una forma de verificar el desempeño de los componentes sin depender de instrumentación externa. Esto representa una solución práctica para entornos de diseño y prueba, donde la verificación de componentes es fundamental para garantizar el correcto funcionamiento de circuitos electrónicos en aplicaciones experimentales y de enseñanza. |
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[1] “Transistor Tester M328”, https://oshwlab.com/wegi1/m328-transistor-tester. [2] Ed Lipiansky, Electronic Devices: Diodes, BJTs, and MOSFETs. 2013. [3] U. Guin, K. Huang, D. Dimase, J. M. Carulli, M. Tehranipoor, y Y. Makris, “Counterfeit integrated circuits: A rising threat in the global semiconductor supply chain”, Proceedings of the IEEE, vol. 102, núm. 8, pp. 1207–1228, 2014, doi: 10.1109/JPROC.2014.2332291. [4] U. Guin y M. Tehranipoor, “Counterfeit Detection and Technology Assessment”. [5] Andrej Kanovsky, Pavol Spanik, y Michal Frivaldsky, “Detection of electronic counterfeit components”, Proceedings of the IEEE, 2015, Consultado: el 6 de noviembre de 2024. [En línea]. Disponible en: https://ieeexplore.ieee.org/document/7161140 [6] “Taller de Diseño-Opción de Grado 1. Problema”. [7] Muhammad H. Rashid, Electronica de potencia. 1993. [8] “MCP4725 Features”, 2009. [9] “MCP4725 12-Bit DAC Tutorial”. [En línea]. Disponible en: https://learn.adafruit.com/mcp4725-12-bit-dac-tutorial [10] “Adafruit GFX Graphics Library”. [En línea]. Disponible en: https://learn.adafruit.com/adafruit-gfx-graphics-library |
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Aunque existen métodos y dispositivos para caracterizar estos parámetros, los sistemas de medición disponibles son costosos y no siempre accesibles para los diseñadores, lo que compromete el rendimiento y la fiabilidad de los sistemas electrónicos en aplicaciones donde la precisión es crucial. En este contexto, el proyecto se enfocó en el desarrollo de un sistema autónomo que permita medir y analizar parámetros específicos de semiconductores, como el voltaje de ruptura (Vz) en diodos Zener, el voltaje directo (Vf) en diodos comunes, y la ganancia de corriente (β) en transistores bipolares. La meta fue crear una herramienta accesible y robusta que permita a los usuarios obtener lecturas reales de los componentes provenientes de distintas fuentes y lotes. Durante el desarrollo del proyecto, se llevaron a cabo pruebas y simulaciones para validar el sistema y su precisión en la medición de los parámetros clave. El principal resultado del proyecto fue un sistema que ofrece a los ingenieros una forma de verificar el desempeño de los componentes sin depender de instrumentación externa. Esto representa una solución práctica para entornos de diseño y prueba, donde la verificación de componentes es fundamental para garantizar el correcto funcionamiento de circuitos electrónicos en aplicaciones experimentales y de enseñanza.Ingeniero ElectrónicoPregradoThe problem addressed by this project lies in the lack of accessible tools to measure key parameters of semiconductor components, such as diodes and transistors, compounded by variations in manufacturing processes and the proliferation of counterfeit devices in the market. This represents an obstacle for the design of electronic circuits, as the values reported in datasheets do not always align with the real behavior of devices under operational conditions. Uncertainty about the parameters can lead to less reliable designs, highlighting the need for accurate and accessible measurement tools. Although methods and devices exist to characterize these parameters, the available measurement systems are expensive and not always accessible to designers, compromising the performance and reliability of electronic systems in applications where precision is crucial. In this context, the project focused on developing an autonomous system that can measure and analyze specific semiconductor parameters, such as the breakdown voltage (Vz) of Zener diodes, the forward voltage (Vf) of regular diodes, and the current gain (β) of bipolar transistors. The goal was to create an accessible and robust tool that allows users to obtain real readings of components from different sources and batches. During the project development, tests and simulations were conducted to validate the system and its accuracy in measuring key parameters. The main result of the project was a system that provides engineers with a way to verify component performance without relying on external instrumentation. This represents a practical solution for design and testing environments, where component verification is essential to ensure the proper functioning of electronic circuits in experimental and educational applications.application/pdfAttribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/Acceso abiertohttps://purl.org/coar/access_right/c_abf2http://purl.org/coar/access_right/c_abf2Circuito electrónicoSemiconductorTransistorIngeniería eléctricaInstrumento de medida621.381Electronic circuitSemiconductorTransistorElectrical engineeringMeasuring instrumentSistema para la medición de parámetros electrónicos en semiconductores (Paramcheck)System for the measurement of electronic parameters in semiconductors (Paramcheck)Ingeniería ElectrónicaUniversidad El BosqueFacultad de IngenieríaTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregradohttps://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttps://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aa[1] “Transistor Tester M328”, https://oshwlab.com/wegi1/m328-transistor-tester.[2] Ed Lipiansky, Electronic Devices: Diodes, BJTs, and MOSFETs. 2013.[3] U. Guin, K. Huang, D. Dimase, J. M. Carulli, M. Tehranipoor, y Y. Makris, “Counterfeit integrated circuits: A rising threat in the global semiconductor supply chain”, Proceedings of the IEEE, vol. 102, núm. 8, pp. 1207–1228, 2014, doi: 10.1109/JPROC.2014.2332291.[4] U. Guin y M. Tehranipoor, “Counterfeit Detection and Technology Assessment”.[5] Andrej Kanovsky, Pavol Spanik, y Michal Frivaldsky, “Detection of electronic counterfeit components”, Proceedings of the IEEE, 2015, Consultado: el 6 de noviembre de 2024. [En línea]. Disponible en: https://ieeexplore.ieee.org/document/7161140[6] “Taller de Diseño-Opción de Grado 1. Problema”.[7] Muhammad H. Rashid, Electronica de potencia. 1993.[8] “MCP4725 Features”, 2009.[9] “MCP4725 12-Bit DAC Tutorial”. [En línea]. Disponible en: https://learn.adafruit.com/mcp4725-12-bit-dac-tutorial[10] “Adafruit GFX Graphics Library”. [En línea]. Disponible en: https://learn.adafruit.com/adafruit-gfx-graphics-libraryspaLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82000https://repositorio.unbosque.edu.co/bitstreams/83890ac1-3d73-4977-bd69-46c42a64af0e/download17cc15b951e7cc6b3728a574117320f9MD52Carta de autorizacion.pdfapplication/pdf199399https://repositorio.unbosque.edu.co/bitstreams/341507e6-e19e-4892-8acc-840dec8fa6bb/download7ea8e3b8de68b6fadf2eba34ce23901eMD55Anexo 1 acta de aprobacion.pdfapplication/pdf302164https://repositorio.unbosque.edu.co/bitstreams/3e770c01-1c70-4407-8942-80216c2c41fd/download70b8a7ffe27cbf7fe2c36a596d699e08MD56ORIGINALTrabajo de grado.pdfTrabajo de grado.pdfapplication/pdf3377424https://repositorio.unbosque.edu.co/bitstreams/b05a743d-0f65-4a7d-a2a4-ac4006caa36e/download006ee349470cd0cd17115cefd7034583MD53Anexo 2.inoapplication/octet-stream24139https://repositorio.unbosque.edu.co/bitstreams/601aa934-c61d-4a51-8aaa-f89a00ad4e67/download946b8ba7d8634d6571ea6a0a612dd793MD57Anexo 3.pdsprjapplication/octet-stream36860https://repositorio.unbosque.edu.co/bitstreams/e56d31f0-5565-423c-85db-7294814be0fb/downloadab830017d29078be139696551d66229eMD58CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-81160https://repositorio.unbosque.edu.co/bitstreams/9df67908-87c7-4d6f-bf9d-c64bd9178a85/download5643bfd9bcf29d560eeec56d584edaa9MD54TEXTTrabajo de grado.pdf.txtTrabajo de grado.pdf.txtExtracted texttext/plain102173https://repositorio.unbosque.edu.co/bitstreams/34dbd139-bcce-47d4-a15f-f400ecb7b9af/download2e4850672d74d191e30d14bef96802f4MD59THUMBNAILTrabajo de grado.pdf.jpgTrabajo de grado.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg2588https://repositorio.unbosque.edu.co/bitstreams/07702f36-6db5-4209-a8e7-bddecdc7dd9a/download70470a982ca06a8404e974c22fbd3a49MD51020.500.12495/14223oai:repositorio.unbosque.edu.co:20.500.12495/142232025-04-01 05:07:12.084http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 Internationalopen.accesshttps://repositorio.unbosque.edu.coRepositorio Institucional Universidad El Bosquebibliotecas@biteca.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 |